✨ ベストアンサー ✨
いくつかの物質作成には、ストーリーがある。
分かりやすいかは、分からないが、いろんな物質が絡むから確かに覚えにくい。自分が教えるなら、ただ覚えるのてなく、
何のために何をつかうか、どういう反応か、等から考えてみる。
アンモニアソーダ法は、まず、NaCI+H2O+NH3+CO2→NH4CI+NaHCO3……①を丸暗記するのではない(分からない人はそうするが)。なぜ、この反応が最初にあるのか？
それは、以下の反応
2NaCI+CaCO3→CaCI2+Na2CO3……②
を本当はやりたいのだができないから、回りくどい方法で何段階も反応させるのだ。後は、上の反応ができたら1回で反応は終わるが、できないため、複数の反応を使う。複数の反応を使うと、材料をロスする。それを上手くロスせずやっているのが、アンモニアソーダ法である。②は右辺から左辺には進むが左辺から右辺は反応しないのだ。だから、どうやって、Na2CO3を回収するかがテーマである。
②の左辺のNaCIは海から、CaCO3は石灰岩からで、ほぼ無料。ここからNa2CO3回収物語を始める。
まず、食塩水とアンモニアを入れる式①を取り合えず考える。係数は全て1。左辺に4つ材料、右辺に2つ料理(生成物)ができる。
NaCI+H2O+NH3+CO2→NH4CI+NaHCO3……①
食塩水にアンモニアを入れるから、アンモニアソーダ法なのだ。ソーダはナトリウムのことだから、アンモニアソーダ法という。まず、食塩水にアンモニアを入れる。ここで、食塩水は中性、アンモニアはアルカリ性だから、反応を進みやすくするため、酸性のCO2を吹き込むのだ。すると、右辺のNaHCO3+NH4CIができる。
NaHCO3は溶解度がNa2CO3より溶けにくいため、沈殿してくる。だから、Na2CO3はここではできない。できたNH4CIは無駄ではない。
これに、Ca(OH)2を反応させ、弱塩基遊離反応により、NH3をつくる。
Ca(OH)2+2NH4CI→CaCI2+2H2O+2NH3……③
この③により、アンモニアや水ができるから再利用。CaCI2は②で使える。これは道路に撒く凍結防止剤。売れる。
③のCa(OH)2は、材料の石灰岩を熱分解してつくる。
CaCO3→CaO+CO2……④
④のCO2は①で利用。
CaOに水を入れると、
CaO+H2O→Ca(OH)2……⑤
と、Ca(OH)2も作れる。
さて、①でできたNaHCO3を熱分解すると、目的のNa2CO3ができる。
2NaHCO3→Na2CO3+H2O+CO2……⑤
ここで、Na2CO3が目的の物質だったから、ゲットでき、H2O+CO2も材料としてまた使えるという、元手タダで炭酸ナトリウムを作れるのだ。
現在はこれらの反応は回りくどいから時間ロスするから別な方法で炭酸ナトリウムを作っているが、
この材料無料からお金儲けの反応を考えたソルベーは天才だと思う。
こういうストーリーがあり、アンモニアソーダ法が作られた🙇